Механические нагрузки, например поднятие тяжестей, запускают процесс формирования новой костной ткани (рост костей). У штангистов и танцоров часто очень крепкие кости.
У плода, развивающегося в матке, его крошечный мягкий скелет состоит только из хряща и гибких мембран. К моменту рождения ребенка хрящ начинает замещаться костью: остеобласты (костеобразующие клетки) синтезируют матрикс (основное вещество кости), который затвердевает по мере того, как в нем отлагаются соли кальция. Процесс этот в длинных костях начинается с диафиза (средней части будущей длинной кости): хрящ постепенно разрушается и замещается костной тканью. У ребенка и подростка закругленные концы (эпифизы) длинных костей рук и ног отделены от диафиза хрящом, так называемой ростовой пластинкой, в области которой кость и растет в длину. Конечности молодого человека растут до тех пор, пока этот хрящ не заменится костью. Обычно рост заканчивается к 20—25 годам. Однако изменения в костях никогда не прекращаются. На протяжении всей нашей жизни в них совершается «круговорот» веществ — процесс перестройки, или ремоделинг. Благодаря ему кость обретает надлежащие пропорции, укрепляется и залечивает повреждения. Нарушение баланса в этом непрерывно протекающем цикле разрушения и обновления может вызвать серьезное заболевание — остеопороз (в буквальном переводе — «дыры в кости»).
ПЕРЕСТРОЙКА КОСТЕЙ
Процесс разрушения и созидания костной ткани позволяет поддерживать в организме баланс главных минеральных веществ. Кости — это, в известном смысле, резервуар кальция и фосфора. К нему организм обращается, когда возникает такая необходимость, например при срастании переломов, или если требуется повысить рост кости, чтобы противостоять нагрузкам. В разные периоды жизни рост костей протекает по-разному. У здорового ребенка новая костная ткань формируется быстрее, чем разрушается старая, — скелет растет. У молодого взрослого эти процессы примерно уравновешены. После 40 лет у большинства людей равновесие смещается — разрушение идет быстрее, и кости становятся слабее.
Череп новорожденного довольно гибок, потому что его кости срослись еще не полностью. Темные линии на этой рентгенограмме — швы и роднички (затянутые кожей промежутки между костями черепа).
Первый этап роста многих костей — это появление еще у плода их хрящевых моделей. Позднее хрящ начинает замещаться костью, так что у новорожденного длинные кости уже достаточно минерализованы. У детей кости растут и перестраиваются, приобретая свою окончательную форму. В молодости рост костей прекращается, но кости и далее могут наращивать или терять свою массу.
Образование здоровой губчатой костной ткани (фото слева) зависит от уровня половых гормонов, достаточного количества кальция и витамина D, от физической активности человека и от некоторых других факторов. С возрастом уровень половых гормонов снижается, уменьшается и физическая активность, а организм более уже не усваивает достаточного количества кальция. Результат этого — остеопороз (справа), при котором кости становятся все более хрупкими. Лекарственные препараты могут приостановить разрушение кости и даже стимулировать образование новой костной ткани.